Válvulas são dispositivos mecânicos. São os elementos básicos porém, responsáveis em permitir a regulação manipulando as variáveis conforme a necessidade de cada unidade operacional. Seu uso típico que e o controle do fluxo regulando a quantidade de fluido que flui através de um determinado processo.
Principais funções executada por válvula:
Permitir , interromper ou isolar a passagem de Fluxo de um fluido;
Controlar ou restringir a quantidade de fluxo através da variação do curso da válvula, nesta condição fazendo a regulagem do volume;
Verifica o fluxo permitindo do fluxo apenas em uma direção, essa função caracteriza o direcionamento do fluxo. (Válvula de Retenção);
Regular a pressão a jusante do processo ou aliviando a sobre pressão na tubulação ( Válvula segurança / Alívio);
Tipos fundamentais de válvula.
Existem muitos modelos e tipos de válvulas que satisfazem uma ou mais das funções identificadas acima. Uma infinidade de tipos e projetos de válvulas atendem com segurança uma ampla variedade de aplicações industriais.
Independentemente do tipo, todas as válvulas possuem as seguintes peças básicas: corpo, tampa, guarnição (elementos internos), atuador e engaxetamento (vedação eixo).
As válvulas funcionam criando uma obstrução parcial ou completa do fluxo. A obstrução pode ser feita de comando automático com uso de atuadores (pneumáticos, Hidráulicos ou elétricos) ou manual uso de alavancas, volantes ou pedais.
Uma válvula automática é geralmente acionada por mudanças de pressão (válvulas pneumáticas ou hidráulicas), embora também possa haver outras versões, onde elas são acionadas por sinais elétricos (válvulas solenóides, ou motores e engrenagens). Válvulas automáticas são mais comuns hoje em dia, exceto para operações que exigem avaliação de condições humanas.
A regulação é realizada pela resistência que a válvula introduz no sistema conforme a sua posição de sua abertura em relação a sua sede. À medida que a válvula é modulada para a posição fechada, a queda de pressão do sistema muda e reduz o fluxo no sistema.
Devido à diversidade dos tipos de sistemas, fluidos e ambientes nos quais as válvulas devem operar, uma ampla variedade de tipos de válvulas foi desenvolvida. Válvulas de isolamento também chamadas de "válvulas de bloqueio". Os tipos mas comuns de bloqueio de processo são as válvulas tipo: esfera, válvula borboleta, gaveta, válvula macho. Para controle de processo as que se destacam são as válvulas de controle ( regulação) os tipos mais comuns são : válvulas globo, válvulas esfera modificada, em alguns casos para grandes vasões. Alguns fabricantes apresentam as válvulas borboletas para realizar controle neste caso, um estudo detalhado do processo necessita ser feito para melhor especificar essa condição.
Outro tipo de válvula utilizadas nos processo são as válvulas "check" ( não retorno) também chamada de "válvula de retenção". Esse tipo de válvula é utilizada nos casos particulares para evitar o fluxo no sentido contrário na linha,
Para camada de segurança nos processos as válvulas utilizadas as chamadas as válvulas de segurança e alívio de pressão que são válvulas tipo on/off. No caso das válvulas de alivio são projetadas para abrir e aliviar o excesso de pressão, fechar novamente após as condições normais serem restauradas e funcionar quando os controles operacionais normais falham. Eles não são projetados para controlar a pressão operacional normal. As válvulas de segurança tem funcionamento semelhante as válvulas de alívio no entanto, essas são projetadas para uma vez acionadas permanecerem acionadas até que toda pressão seja descarregada.
Muitos sistema de pressão precisamo de reduzirem as pressões, neste caso são utilizadas Válvulas Redutoras de pressão , essas são as válvulas mais criticas utilizadas nos sistemas pressurizados.
Outros tipos comuns de válvulas são a válvula de diafragma e a válvula de estrangulamento. Cada tipo de válvula é normalmente projetado para atender a necessidades específicas.
Como já pode ser apresentado podemos entender que as válvulas são projetadas para os mais diversos tipos de sistemas e processos, podem resolver as necessidades de controle de fluxo através do estrangulamento da linha, outros tipos já podem ser utilizadas para interromper o fluxo. Existem válvula que funcionam bem nos sistemas corrosivos, enquanto alguma outras válvulas lidam com fluidos de alta pressão.
Cada tipo de válvula tem as suas vantagens e as suas desvantagens conforme suas características inerentes ou a sua operação desta forma para seu funcionamento correto e adequado precisamos avaliar criteriosamente as características de processo.
Embora todas as válvulas tenham os mesmos componentes básicos e função para controlar o fluxo de alguma forma, o método de controle do fluxo pode variar drasticamente. Em geral, existem quatro métodos para controlar o fluxo através de uma válvula, conforme indicado abaixo.
A Válvula globo / agulha - Seu funcionamento basicamente se descreve sendo o deslocamento do obturador contra o orifício.
Válvula gaveta - O acionamento do disco é similar ao acionamento de uma gaveta no armário: o disco entra no fluxo do fluido e bloqueia-o; sai do fluxo e permite fluir. Válvulas Gaveta deverão ser utilizadas somente como válvulas de bloqueio, e deverão permanecer na posição completamente abertas ou fechadas.
Válvula borboleta / esfera - Seu funcionamento basicamente consiste em um movimento rotativo em seu próprio eixo que estende pelo diâmetro de um orifício. Mova um material flexível para a passagem de fluxo (por exemplo, válvulas de diafragma e de aperto).
Os tipos mais comuns de válvulas
As válvulas tipo globo são as mais recomendadas para controle de fluxo através do estrangulamento do obturador contra a sede, uma das desvantagem desse tipo de válvula é apresentar uma perda de carga relativamente alta, mesmo com a válvula totalmente aberta devendo dessa forma ser considerada no projeto.
As válvulas globo, como é o caso de todos os projetos de válvulas, têm vantagens e desvantagens. Como um portão, eles se fecham lentamente para evitar o golpe de martelo. Essas válvulas podem reduzir o fluxo e não vazam sob baixa pressão quando são desligadas. Válvulas de controle de fluxo e pressão, bem como babadores de mangueira, geralmente usam o padrão global.
Eles são geralmente usados em sistemas onde a baixa resistência ao fluxo para uma válvula totalmente aberta é desejada e não há necessidade de controle do fluxo. As válvulas de gaveta são projetadas para operar em posição totalmente aberta ou totalmente fechada.
Por operarem lentamente, evitam o golpe de aríete, que é prejudicial para os sistemas de tubulação. Há muito pouca perda de pressão através de uma válvula de gaveta.
Na posição totalmente fechada, as válvulas de gaveta fornecem uma vedação positiva sob pressão. No entanto, sob pressão muito baixa, ou seja, 0,35 kg / cm2, não é considerada anormal um pequeno vazamento neste tipo de válvula.
Este tipo de válvula possui como sua principal característica a sua mínima obstrução à passagem do fluxo, quando totalmente aberta, proporcionando baixa turbulência, com uma perda de carga quase insignificante. Isto é possível porque o seu sistema de vedação atua perpendicularmente à linha do fluxo. Normalmente, a Válvula Gaveta é empregada em processos onde não se necessitam operações frequentes de abertura e fechamento.
Esse tipo de válvula possui grande variedade de aplicações. Seu funcionamento é através do deslizamento de um disco ou cunha por dentro do fluxo do fluido. O acionamento do disco é similar ao acionamento de uma gaveta no armário: o disco entra no fluxo do fluido e bloqueia-o; sai do fluxo e permite fluir. Válvulas Gaveta deverão ser utilizadas somente como válvulas de bloqueio, e deverão permanecer na posição completamente abertas ou fechadas.
As válvulas de haste não ascendente podem ter um ponteiro roscado na extremidade superior para indicar a posição da válvula, uma vez que a gaveta se desloca para cima ou para baixo da haste sobre a guia, sem levantar ou abaixar a haste. Hastes não ascendentes são usadas no subsolo ou onde o espaço vertical é limitado
Dentre as principais vantagens desse tipo de válvula podemos citar:
Estanques para qualquer tipo de fluidos;
Permitem fluxo nos dois sentidos;
Passagem desimpedida quando totalmente aberta;
Construção em ampla gama de tamanhos;
Essas válvulas são frequentemente usadas para direcionar o fluxo entre várias portas diferentes através do uso de uma única válvula. Como a válvula de gaveta, uma válvula de encaixe tem um fluxo desobstruído, mas requer apenas uma volta de 90 graus para abri-la. Também requer muito pouco espaço. A corrosão da haste é mínima porque não há roscas.
Quase todas as válvulas de plugue agora são fornecidas com um plugue revestido de elastômero. Essas válvulas vedam o gotejamento. As válvulas plugs estão disponíveis em tamanhos muito maiores do que as válvulas de esfera e são altamente adequadas para uso em estações de tratamento de efluentes.
Essas válvulas oferecem vantagens significativas em relação a outros projetos de válvulas em termos de peso, espaço e custo para aplicações de válvulas grandes.
Válvulas tipo borboleta, como válvulas de esfera, operam com 1/4 de volta. Essas válvulas possuem disco oscilante. Os projetos desse tipo de válvula forma projetados para baixa pressão e baixa temperatura oferendo assentos resilientes, geralmente revestidos de borracha.
Essas válvulas podem ser usadas para bloquear ou regular. Os tipos de válvulas de alto desempenho são de metal. Essas válvulas são frequentemente “offset” duplos e triplos para reduzir o torque de fechamento.
Eles geralmente são usados para lidar com grandes fluxos de gases ou líquidos, incluindo lamas, mas não devem ser usados para estrangulamento por longos períodos de tempo. Eles também são muito compactos em relação às válvulas de gaveta e esfera flangeadas.
As válvulas de diafragma são válvulas de movimento linear que são usadas como on/off, regular e ou bloquear o fluxo. O nome é derivado de seu disco flexível, que combina com uma sede localizada na área aberta na parte superior do corpo da válvula para formar uma vedação.
Essas válvulas são usadas em sistemas em que é desejável que todo o mecanismo operacional seja completamente isolado do fluido.
A válvula de estrangulamento relativamente barata é a mais simples em qualquer projeto de válvula. É simplesmente uma versão industrial do pinch cock usado no laboratório para controlar o fluxo de fluidos através de tubos de borracha.
A válvula de estrangulamento relativamente barata é a mais simples em qualquer projeto de válvula. É simplesmente uma versão industrial do pinch cock usado no laboratório para controlar o fluxo de fluidos através de tubos de borracha. As válvulas de aperto são adequadas para serviços on-off e de estrangulamento. No entanto, a faixa de estrangulamento efetiva é geralmente entre 10% e 95% da capacidade de vazão nominal.
As válvulas de aperto são adequadas para serviços on-off e de estrangulamento. Essa válvula consiste de uma mangueira moldada de borracha ou outro material sintético e um mecanismo de aperto, em função de sua características construtivas são ideais para manuseio de fluidos com sólidos em suspensão polpas abrasivas, sistema de transporte de sólidos pnematicamente, considerando que a sua faixa efetiva de estrangulamento é geralmente entre 10 % e 95 % da sua capacidade nominal de vazão. .
Como o mecanismo de operação é completamente isolado do fluido, essas válvulas também encontram aplicação onde a corrosão ou a contaminação por metais do fluido pode ser um problema.
Essas válvulas são abertas automaticamente para permitir o fluxo em uma direção. As válvulas de retenção são projetadas para impedir a reversão do fluxo em um sistema de tubulação. Essas válvulas são ativadas pelo material que flui na tubulação.
A pressão do fluido que passa pelo sistema abre a válvula, enquanto qualquer reversão do fluxo fechará a válvula. O fechamento é realizado pelo peso do mecanismo de verificação, por contrapressão, por uma mola ou por uma combinação desses meios. Os tipos gerais de válvulas de retenção são balanço, disco de inclinação, pistão, borboleta e parada.
Uma válvula de retenção de parada é uma combinação de uma válvula de retenção de elevador e uma válvula globo e incorpora as características de ambas.
Válvulas de agulha são usadas para fazer ajustes relativamente finos na quantidade de fluxo de fluido. A característica distintiva de uma válvula de agulha é o ponto longo, afilado, semelhante à agulha, na extremidade da haste da válvula.
Esta 'agulha' atua como um disco. A parte mais longa da agulha é menor que o orifício na sede da válvula e passa pelo orifício antes que a agulha assente.
Este arranjo permite um aumento ou diminuição muito gradual do tamanho da abertura. As válvulas de agulha são frequentemente usadas como componentes de outras válvulas mais complicadas. Por exemplo, eles são usados em alguns tipos de válvulas redutoras.
Válvulas de segurança e alívio
Estes são usados para fornecer proteção de sobre-pressurização automática para um sistema. Válvulas de alívio e segurança evitam danos ao equipamento, aliviando pressões acidentais de pressurização de sistemas de fluidos. A principal diferença entre uma válvula de alívio e uma válvula de segurança é a extensão da abertura na pressão do ponto de ajuste.
Uma válvula de alívio abre gradualmente à medida que a pressão de entrada aumenta acima do ponto de ajuste. Uma válvula de alívio abre somente quando necessário para aliviar a condição de sobrepressão. Uma válvula de segurança se abre rapidamente assim que a configuração de pressão é atingida.
Uma válvula de segurança permanecerá totalmente aberta até que a pressão caia abaixo de uma pressão de reinicialização. A pressão de reposição é menor que o ponto de ajuste da pressão de atuação. A diferença entre o set point de pressão de atuação e a pressão na qual a válvula de segurança é reinicializada é chamada de blow down.
O sopro é expresso como uma porcentagem do ponto de ajuste da pressão de atuação. As válvulas de alívio são normalmente usadas para fluidos incompressíveis, como água ou óleo. As válvulas de segurança são normalmente usadas para fluidos compressíveis, como vapor ou outros gases.
As válvulas de segurança podem ser diferenciadas pela presença de uma alavanca externa na parte superior do corpo da válvula, que é usada como uma verificação operacional.
Funcionamento atuador cameron
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